【正文】 H的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。采用導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護(hù)的裝置屏蔽起來，并使罩內(nèi)溫度分布均勻。（10分） 傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測試的信號、分析測試環(huán)境和干擾因素、根據(jù)測試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置是否能安下，傳感器的來源、價格等因素。 2．熱電阻式傳感器有哪些類型？ 熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。超聲波在液體、固體中__衰減__很小，因而穿透本質(zhì)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著的__反射__。 5．變介電常數(shù)型電容傳感器可根據(jù)極間介質(zhì)的_____介電常數(shù)________隨溫度、濕度改變而改變來測量溫度、濕度等。2．分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測輸入量的最小變化值。 2．傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是指傳感器在受到隨時間變化的____輸入量_______作用時，輸出與輸入之間的關(guān)系，通常稱為____動態(tài)模型_______。 10．對霍爾元件可采用_電流___驅(qū)動或__電壓__驅(qū)動。 17．測溫方法可分接觸法與非接觸法。 穿透法具有以下特點(diǎn)： (1)探測靈敏度較低，不易發(fā)現(xiàn)小缺陷； (2)根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷，但不能定位； (3)適宜探測超聲波衰減大的材料； (4)可避免肓區(qū)，適宜探測薄板； (5)指示簡單，便于自動探傷； (6)對兩探頭的相對距離和位置要求較高。 (2)光干擾。屏蔽、接地和濾波等。 3．為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括： 單絲自補(bǔ)償法、雙絲自補(bǔ)償法 和 橋路補(bǔ)償法 。 驅(qū)動。 3．超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來分類的？ 超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。 (2)光干擾。屏蔽、接地和濾波等。中央廣播電視大學(xué)2003—2004學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機(jī)械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題 2004年1月 一、埴空題[每空2分．共26分） 1．鐵磁材料在外力的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變，從而產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致各磁疇間的界限發(fā)生移動，各個磁疇的磁化強(qiáng)度矢量轉(zhuǎn)動，破壞了平衡狀態(tài)，使材料的總磁化強(qiáng)度隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為—壓磁效應(yīng)—。這種現(xiàn)象叫—正壓電效應(yīng)—。 A．表面波 B．蘭姆波C駐波 D波型轉(zhuǎn)換4．利用—E—制成的光電舉件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等：利用—F—可制成半導(dǎo)體光敏電阻；利用—B—制成的光電鋁件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。 A電源幅值及頻率的不穩(wěn)定 B磁性材料磁化曲線的非線性 C溫度變化引起線圈的銅電阻值的變化，從而引起激磁電流和輸出電流的變化D骨架材料高頻損耗小，溫度膨脹系數(shù)小8．為了滿足測試的需要，應(yīng)對傳感器 的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、——、——和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出基本要求。 6．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，請說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法。7．對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動， 恒流 線性度高，精度高，受溫度影響小； 恒壓 電路簡單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場合。 A．其測量的絕對誤差與儀表的滿量程之比小 B．其輸出量隨時間變化的曲線與被測量隨時間變化的曲線一致或者相近 C．其輸出量中與被測輸入量無關(guān)的變化小 D．其動態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表示 3．當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面時，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；另一部分能量透過介質(zhì)面，到另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為 C 。（10分） 答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于精確處理的另外一種量的測量裝置或系統(tǒng)。這種物體吸收光的能量后產(chǎn)生電效應(yīng)的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng) 。 8．從原理上看，容柵傳感器是一種變____面積___型電容傳感器，容柵傳感器分為長容柵和圓容柵，用于測量線位移和線速度。 B．垂直于光柵移動 C．與光柵移動方向成45。 A．=fs B．fs C．fs D．與fs無關(guān)， 9．為了滿足測試的需要，應(yīng)對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、___A_、___E__和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出基本要求。 4．何為傳感器的分辨力和閥值？（6分） 答：分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化值。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)20042005學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機(jī)械專業(yè) 傳感器與測試技術(shù) 試題一、填空題（每空2分，共26分）2005年7月 1．光敏元件的兩端加一定偏置電壓后，在某種光源的特定照度下產(chǎn)生或增加的電流稱為___光電流___ 2．當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時，導(dǎo)體吸收或放出熱量（取決于電流相對溫度梯度的方向），這種現(xiàn)象叫做__湯姆遜效應(yīng)____。 B．穩(wěn)定時間 C．超調(diào)量 D．阻尼比 E．時間常數(shù) F．固有頻率 3．磁頭的作用是讀取磁柵上的記錄信號，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為____C____磁頭和_____D___磁頭。 B．體積 C．溫度性能 D．抗震性 E．動態(tài)性能 F．質(zhì)量三、問答題（40分） 1．什么是傳感器？畫出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。（10分）答：如圖所示是自發(fā)自收單換能器方式，換能器安裝在最高液位之上的空氣或氣體中，超聲換能器發(fā)出的超聲脈沖在氣體中從換能器傳至液面，反射后再從液面返回同一換能器而被接收。同時改變x，P和u，可以對導(dǎo)體進(jìn)行探傷；改變____導(dǎo)體的電阻率p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)的傳感器；改變___導(dǎo)體的導(dǎo)磁率u_____，可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變____線圈和導(dǎo)體之間的距離x____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。利用____B____制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。當(dāng)兩邊壓力相等時，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉(zhuǎn)換電路輸出U0=0。當(dāng)光線通過圓盤上的孔時，光電元件產(chǎn)生一個電脈沖。改變____導(dǎo)體的電阻率p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)，改變__導(dǎo)體的導(dǎo)磁率u__；可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變___線圈和導(dǎo)體之間的距離x_____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器；同時改變x，p和u，可以對導(dǎo)體進(jìn)行探傷。二、選擇題 1．固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高，尺寸小，橫向效應(yīng)也小，滯后和蠕變都小,因此適用于__A__測量。 A．溫度特性 B．光照特性 C．光譜特性 D．伏安特性 8．渦流傳感器可以實現(xiàn)非接觸式測量，渦流傳感器在金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生的渦流的滲透深度與傳感器線圈的勵磁電流的__C__有關(guān)。必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變e，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為__橫向靈敏度__。 A．光譜特性 B．光照特性 C．頻率特性 D．溫度特性 4．為使探頭有效地向工件發(fā)射和接收超聲波，必須使探頭和工件探測面之問有良好的聲耦合，耦合方式可分為直接接觸法和__D__法。對二階傳感器有_D__和固有頻率。 4．由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇時，某些點(diǎn)振動始終加強(qiáng)，某些點(diǎn)振動始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為 干涉 現(xiàn)象。A．不必對整個儀器重新標(biāo)定 B．必須對整個儀器重新調(diào)零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定 D．不必對整個儀器重新調(diào)零4．應(yīng)變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、_C___、__D__等。A．靜態(tài)測量B．動態(tài)測量C．靜態(tài)測量和動態(tài)測量 D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量8．環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為 D 。一般以室溫條件下經(jīng)過一規(guī)定時間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時的輸出之間的差異來表示，有時也用標(biāo)定的有效期來表示。 A．壓電效應(yīng) B．聲光效應(yīng) C．磁電效應(yīng) D．外光電效應(yīng)三、問答題(每小題6分，共24分)1．測定頻響函數(shù)的方法有哪幾種?測定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。 電橋是傳感器的常用變換電路，請畫出直流電橋和交流電橋工作原理圖，并說明兩者的平衡條件各是什么?(16分)答：直流電橋的平衡條件是： 交流電橋的平衡條件是：也可表達(dá)為：中央廣播電視大學(xué)20072008學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科期末考試 傳感器與測試技術(shù)試題2008年7月一、簡答題(每小題5分。共12分)5．在光的作用下，能夠使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫( D )。11． 簡述電容式傳感器的工作原理。脈沖反射法的特點(diǎn)是： (1)探測靈敏度高； (2)能準(zhǔn)確地確定缺陷的位置和深度；(3)可用不同波型探測，應(yīng)用范圍廣。注意：選擇題指A，B，C，；部分答案是多選的，如答案為A，C試題樣例一、簡答題（每小題5分，共20分）1．傳感器：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。兩平行極板組成的電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為式中:——極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，——極板的遮蓋面積；——極板間的距離。a．覆蓋片與被測試件b．引線與被測試件c．基片與被測試件d．敏感柵與被測試件6．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為_____d___。（15分）答案要點(diǎn)：來自光源S的光經(jīng)半反半透分光鏡B后分成兩路，一路由固定反射鏡M1反射，另一路經(jīng)可動反射鏡M2和B反射，在觀察屏P處相遇產(chǎn)生干涉。4．如圖所示是電容式差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖及其轉(zhuǎn)換電路，圖中1為玻璃盤，2為鍍金層，3為金屬膜片，介紹其工作原理。例1．當(dāng)光敏元件加一定電壓時，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關(guān)系，稱為 ?！　．溫度特性　　b．光照特性　　c．光譜特性　　d．伏安特性　　（答案：b）　　例2．在檢測技術(shù)中，主要采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的，而接收信號則用。３、為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括 、 、 。電荷傳感器是一種輸出 。５、零位誤差是指零電勢距離起始零位的 與 的誤差。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。 （答案：c；d）第三類題型為問答及綜合題，由4—6個小題組成，共占約4045分。兩玻璃圓盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個固定電極，夾在兩凹圓盤中的膜片則為傳感器的可動電極。2．畫出測試系統(tǒng)的組成框圖，并說明各組成部分的作用。線圈套在鐵芯上的，在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為。二、選擇題（每空3分，共27分）1．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。 傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測試的信號，分析測試環(huán)境和干擾因素。當(dāng)被測量的變化使式中的或任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。A．50～100以上 B．10～100以上C．50～l00以上D．100～500以上17．利用光生伏特效應(yīng)制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。 2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。2． 金屬應(yīng)變片有哪些類型?①電阻絲應(yīng)變片；②金屬箔式應(yīng)變片。兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，稱為熱電勢，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。超聲波在固體中可穿透幾十米的長度，在液體、固體中衰減__A__，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著__C__。 A．覆蓋片與被測試件 B．引線與被測試件 C．基片與被測試件D．敏感柵與被測試件6．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為__D__。將其對應(yīng)的字母填入橫線處。 A．鑒幅 B．鑒相 C．靜態(tài) D．動態(tài)9．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。動態(tài)特性好的傳感器，__B__。每空3分，共40分） 1．在一定時間間隔內(nèi)，傳感器的輸出存在著與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化叫漂移。 B．大小 C．頻率 D．高頻反射 E．低頻透射 F．高頻透射 G．低頻反射 9．電參量式傳感器包括__A__、__D__、__E__三種基本形式。 A．機(jī)械波 B．電磁波 C．縱波 D．表面波 3．為使探頭有效地向工件發(fā)射和接收超聲波，必須使探頭和工件探測面之間有良好的聲耦合，耦合方式可分為直接接觸法和__D__法。 3．熱電阻式傳感器是基于導(dǎo)電材料的___電